專利名稱：鉆井巖屑及廢液分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉆井過程中排放的巖屑、廢棄泥漿的處理技術(shù)領(lǐng)域，屬于一種鉆井巖屑及廢液分離裝置。
背景技術(shù)：
鉆井液是鉆探過程中，孔內(nèi)使用的循環(huán)沖洗介質(zhì)。鉆井液按組成成分可分為清水、 泥漿、無粘土相沖洗液、乳狀液、泡沫和壓縮空氣等。泥漿是廣泛使用的鉆井液，主要適用于松散、裂隙發(fā)育、易坍塌掉塊、遇水膨脹剝落等孔壁不穩(wěn)定巖層。鉆井液的主要作用是把巖屑從井底攜帶至地面。鉆井液主要由液相、固相和化學(xué)處理劑組成。液相可以是水(淡水、鹽水)、油(原油、柴油)或乳狀液(混油乳化液和反相乳化液)。固相包括有用固相(膨潤土、加重材料)和無用固相(巖石)?；瘜W(xué)處理劑包括無機(jī)、有機(jī)及高分子化合物。地下鉆井作業(yè)的嚴(yán)酷環(huán)境促進(jìn)了對鉆井液的研究和開發(fā)，要求鉆井液能夠在鉆井過程中完成懸浮、壓力控制、巖層穩(wěn)定性、浮力、潤滑和冷卻等多項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)。鉆井液在鉆井作業(yè)和保護(hù)油氣層中起到的作用和各方面對鉆井液的嚴(yán)格要求，促使鉆井液技術(shù)取得了迅速的發(fā)展。經(jīng)過多年的科研開發(fā)和生產(chǎn)實(shí)踐，鉆井液已從僅滿足鉆頭鉆進(jìn)發(fā)展到適應(yīng)各方面需求的鉆井液體系。例如為快速鉆井服務(wù)的低粘度、低摩擦、低固相的聚合物鉆井液，防卡鉆井液，針對巖石特點(diǎn)的防塌鉆井液，鉆鹽巖層的飽和鹽水鉆井液，保護(hù)油氣層的低密度水包油鉆井液，防堵塞油氣通道的油基鉆井液和開發(fā)低壓油氣田的泡沫鉆井液等。形成了較為完整的鉆井液體系。如今優(yōu)質(zhì)的鉆井液已不是由一兩種材料(例如膨潤土，俗稱搬土)配制的，保持鉆井液的性能要依靠加入各種處理劑。例如鉆井液潤滑劑、高溫穩(wěn)定劑、防塌處理劑和防卡處理劑等。據(jù)1992年統(tǒng)計(jì)，處理劑系列已發(fā)展到10類202種，形成油田化學(xué)的一個(gè)重要分支，隨著鉆井液種類的發(fā)展和配方的優(yōu)化，鉆井液的成本也逐漸提高，而且鉆井廢液如果直接排放到周圍環(huán)境，其中的多種化學(xué)物質(zhì)會(huì)對周圍環(huán)境造成破壞，所以，目前的鉆井液均是將鉆井廢液經(jīng)過處理以后循環(huán)使用。同時(shí)，由于鉆井液的主要作用在于將巖屑從井底攜帶至地面，所產(chǎn)生的鉆井廢液中含有大量的固相顆粒，鉆井液中的固相顆粒像巖屑、重晶石等，使鉆井液的流動(dòng)性能變壞，不但破壞了鉆井液性能的穩(wěn)定，而且增大了循環(huán)系統(tǒng)的摩擦力，使設(shè)備過早磨損；所以在鉆井廢液重新進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)前必須經(jīng)過分離處理，分離其中的固相顆粒，但是，經(jīng)過實(shí)用的鉆井廢液是一個(gè)穩(wěn)定的分散體系，固相顆粒懸浮在液相中，而且固相顆粒被鉆井液包裹， 分離較困難，現(xiàn)有的鉆井巖屑及廢液分離裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分離效果差，要是鉆井廢液經(jīng)過處理后重新使用或者排放需經(jīng)過多次過濾操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種鉆井巖屑及廢液分離裝置，結(jié)構(gòu)簡單，分離效果好，經(jīng)過分離后的鉆井液經(jīng)過二次處理后可以循環(huán)使用，降低鉆井液成本。本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思是這樣實(shí)現(xiàn)的，鉆井廢液處理是石油鉆井領(lǐng)域一大難題，一方面隨著鉆井環(huán)境的復(fù)雜化，隨鉆井液的要求呈現(xiàn)多元化，故而鉆井液的成本逐漸提高，如果不能有效利用聞成本的鉆井液，將提聞石油鉆井成本；如果將鉆井液直接排放到周圍環(huán)境中，將會(huì)對周圍土地和水資源造成極大危害；另外一方面，現(xiàn)有的鉆井廢液處理設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分離效果差，而且大都采用化學(xué)方法分離，無形中增加成本；本發(fā)明通過將現(xiàn)有的離心式固液相分離應(yīng)用到鉆井巖屑及廢液分離過程中，根據(jù)鉆井巖屑及廢液的物理特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種離心差速式鉆井巖屑及廢液分離裝置，簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)，能夠?qū)r屑中90%以上的液相分離出來，分離出的液相經(jīng)過二次處理后可以直接循環(huán)使用，固相可以直接運(yùn)出場外處理，一方面減少新鉆井液的補(bǔ)充量，節(jié)約成本，另外一方面，還可以防止鉆井液對周圍環(huán)境的影響。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種鉆井巖屑及廢液分離裝置，包括底架、篩網(wǎng)、轉(zhuǎn)鼓總成、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及機(jī)殼；所述篩網(wǎng)設(shè)于機(jī)殼內(nèi)，機(jī)殼為封閉式結(jié)構(gòu)，其關(guān)鍵改進(jìn)在于，所述篩網(wǎng)為圓錐臺狀中空結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)鼓總成為圓錐臺狀結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)鼓總成設(shè)于篩網(wǎng)內(nèi)側(cè)、且與篩網(wǎng)的回轉(zhuǎn)軸線相同；所述轉(zhuǎn)鼓總成包括轉(zhuǎn)鼓體和繞其回轉(zhuǎn)軸線均勻分布與其外表面上的導(dǎo)片；所述轉(zhuǎn)鼓體上端與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力輸出端連接；所述篩網(wǎng)借助于與其下部固定連接的輪狀篩網(wǎng)托架與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的另一動(dòng)力輸出端連接。所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括豎向固定設(shè)于底架一側(cè)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和豎向設(shè)于底架內(nèi)側(cè)上方的差速器以及差速器外殼，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出端與所述差速器輸入端借助于皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為防爆電機(jī)。還包括油泵潤滑裝置，油泵潤滑裝置包括液壓油泵和液壓油管。還包括漏斗，所述漏斗設(shè)于機(jī)架內(nèi)側(cè)下部、且其上端與所述機(jī)殼下端對接。所述篩網(wǎng)是由繞其回轉(zhuǎn)軸線均布的楔形篩條組成；所述楔形篩條延伸方向與篩網(wǎng)母線方向相同；所述楔形篩條采用不銹鋼材質(zhì)。所述機(jī)殼內(nèi)壁上設(shè)有耐磨層。所述機(jī)殼上部設(shè)有用于將液相排出的排液管。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明采用離心式固液相分離方法，轉(zhuǎn)鼓和篩網(wǎng)均設(shè)為圓錐臺狀結(jié)構(gòu)，便于固液相分離，轉(zhuǎn)鼓和篩網(wǎng)通過立式差速器實(shí)現(xiàn)差速旋轉(zhuǎn)，將鉆井巖屑及廢液經(jīng)過兩級離心分離，有效回收鉆井液，降低鉆井液成本，分離出的巖屑可以直接運(yùn)出場外處理，避免對周圍環(huán)境造成危害。本發(fā)明中篩網(wǎng)的不銹鋼楔形篩條，耐腐蝕，強(qiáng)度高，分離效果好；轉(zhuǎn)鼓設(shè)計(jì)成圓錐臺狀結(jié)構(gòu)，便于巖屑分散，導(dǎo)片能夠控制篩網(wǎng)上的巖屑流量，改善分離效果。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖I是本發(fā)明的主視圖2是本發(fā)明主視圖的全剖示意圖3是本發(fā)明的俯視圖；圖4是轉(zhuǎn)鼓體主視圖5是轉(zhuǎn)鼓體俯視圖6是篩網(wǎng)主視圖7是篩網(wǎng)俯視圖8是楔形篩條結(jié)構(gòu)示意在附圖中1、底架；2、漏斗；3、機(jī)殼；4、防爆電機(jī)；5、上護(hù)罩；6、防爆電控箱；7、油泵潤滑裝置；8、篩網(wǎng)；9、轉(zhuǎn)鼓總成；10、篩網(wǎng)托架；11、差速器外殼；12、差速器；13、皮帶輪；14、 窄V帶；15、楔形篩條；16、導(dǎo)片；17、轉(zhuǎn)鼓體。
具體實(shí)施例方式如圖1-3所示，本發(fā)明公開了一種鉆井巖屑及廢液分離裝置，包括底架I、篩網(wǎng)8、 轉(zhuǎn)鼓總成9、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及機(jī)殼3 ;所述篩網(wǎng)8 (參見附圖6、7和8)設(shè)于機(jī)殼3內(nèi)，機(jī)殼3為封閉式結(jié)構(gòu)，篩網(wǎng)8為圓錐臺狀中空結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)鼓總成9為圓錐臺狀結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)鼓總成9設(shè)于篩網(wǎng)8內(nèi)側(cè)、且與篩網(wǎng)8的回轉(zhuǎn)軸線相同；所述轉(zhuǎn)鼓總成9包括轉(zhuǎn)鼓體17 (參見附圖4、 5)和繞其回轉(zhuǎn)軸線均勻分布與其外表面上的導(dǎo)片16 ;所述轉(zhuǎn)鼓體17上端與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力輸出端連接；所述篩網(wǎng)8借助于與其下部固定連接的輪狀篩網(wǎng)托架8與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的另一動(dòng)力輸出端連接。所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括豎向固定設(shè)于底架I 一側(cè)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和豎向設(shè)于底架I內(nèi)側(cè)上方的差速器12以及差速器外殼11，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出端與所述差速器12輸入端借助于皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用窄V帶14傳動(dòng)。所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為防爆電機(jī)4。還包括油泵潤滑裝置7，油泵潤滑裝置7包括液壓油泵和液壓油管。還包括漏斗2，所述漏斗2設(shè)于底架I內(nèi)側(cè)下部、且其上端與所述機(jī)殼3下端對接。所述篩網(wǎng)8是由繞其回轉(zhuǎn)軸線均布的楔形篩條15組成；所述楔形篩條15延伸方向與篩網(wǎng)8母線方向相同；所述楔形篩條15采用不銹鋼材質(zhì)。所述機(jī)殼3內(nèi)壁上設(shè)有耐磨層。所述機(jī)殼3上部設(shè)有用于將液相排出的排液管。整機(jī)采用垂直立式結(jié)構(gòu)，便于巖屑通過重力直接進(jìn)入機(jī)體。油泵潤滑裝置7、防爆電控箱6、上護(hù)罩5與機(jī)殼3固定后和漏斗2 —起固定于底架I上。這種結(jié)構(gòu)形式安裝拆卸方便，維護(hù)保養(yǎng)操作簡單，常規(guī)易損部件容易更換。差速器12采用立式結(jié)構(gòu)，滿足轉(zhuǎn)鼓體17和篩網(wǎng)8之間實(shí)現(xiàn)差速效果，結(jié)構(gòu)緊湊， 運(yùn)行平穩(wěn)，并且通過外置的油泵潤滑裝置7進(jìn)行強(qiáng)制潤滑，潤滑效果良好。篩網(wǎng)8采用不銹鋼楔形篩條15，耐腐蝕，強(qiáng)度高，分離效果好。圓錐臺狀的轉(zhuǎn)鼓體17便于巖屑的分散流動(dòng)， 導(dǎo)片16控制篩網(wǎng)上的巖屑流量，機(jī)殼內(nèi)壁采用226耐磨涂層，增強(qiáng)機(jī)殼內(nèi)壁抗巖屑沖刷能力。本發(fā)明的目的就是解決鉆井廢棄物處理問題。處理后巖屑含油量達(dá)到5-10 % R. 0. C，可直接掩埋或排放，符合大多數(shù)國家和地區(qū)的環(huán)保要求；處理后的液相經(jīng)過二次處理可以再次使用，降低泥漿成本。在具體使用過程中采用垂直立式結(jié)構(gòu)，巖屑從上護(hù)罩5進(jìn)料口進(jìn)入，通過轉(zhuǎn)鼓總成9上蓋板和轉(zhuǎn)鼓總成9立即加速至和轉(zhuǎn)鼓體17相同的速度，在離心力作用下巖屑直接到達(dá)篩網(wǎng)8內(nèi)側(cè)面，巖屑中的液體與固體開始分離。轉(zhuǎn)鼓體17與篩網(wǎng)8之間通過差速器12 實(shí)現(xiàn)差速效果，轉(zhuǎn)鼓體17上的導(dǎo)片16控制篩網(wǎng)8上的巖屑流量，保證巖屑均勻分布在篩網(wǎng) 8上，減緩固相顆粒運(yùn)動(dòng)速度，延長分離時(shí)間，促進(jìn)固液分離。固體從篩網(wǎng)8底部通過漏斗2 排出，液體由篩網(wǎng)8分離，通過機(jī)殼3上的排液管排出，分離出的液相經(jīng)過二次處理后可以直接作為鉆井液使用，分離出的固相巖屑可以直接運(yùn)出場外掩埋處理，降低鉆井成本。
權(quán)利要求
1.一種鉆井巖屑及廢液分離裝置，包括底架(I)、篩網(wǎng)(8)、轉(zhuǎn)鼓總成(9)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及機(jī)殼(3);所述篩網(wǎng)(8)設(shè)于機(jī)殼(3)內(nèi)，機(jī)殼(3)為封閉式結(jié)構(gòu)，其特征在于所述篩網(wǎng)(8)為圓錐臺狀中空結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)鼓總成(9)為圓錐臺狀結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)鼓總成(9)設(shè)于篩網(wǎng)(8)內(nèi)側(cè)、且與篩網(wǎng)(8)的回轉(zhuǎn)軸線相同；所述轉(zhuǎn)鼓總成(9)包括轉(zhuǎn)鼓體(17)和繞其回轉(zhuǎn)軸線均勻分布與其外表面上的導(dǎo)片(16);所述轉(zhuǎn)鼓體(17)上端與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力輸出端連接；所述篩網(wǎng)(8)借助于與其下部固定連接的輪狀篩網(wǎng)托架(10)與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的另一動(dòng)力輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鉆井巖屑及廢液分離裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括豎向固定設(shè)于底架(I) 一側(cè)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和豎向設(shè)于底架(I)內(nèi)側(cè)上方的差速器(12)以及差速器外殼(11)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出端與所述差速器(12)輸入端借助于皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆井巖屑及廢液分離裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為防爆電機(jī)(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆井巖屑及廢液分離裝置，其特征在于還包括油泵潤滑裝置(7)，油泵潤滑裝置(7)包括液壓油泵和液壓油管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的鉆井巖屑及廢液分離裝置，其特征在于還包括漏斗(2)，所述漏斗(2)設(shè)于底架(I)內(nèi)側(cè)下部、且其上端與所述機(jī)殼(3)下端對接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆井巖屑及廢液分離裝置，其特征在于所述篩網(wǎng)(8)是由繞其回轉(zhuǎn)軸線均布的楔形篩條(15)組成；所述楔形篩條(15)延伸方向與篩網(wǎng)(8)母線方向相同；所述楔形篩條(15)采用不銹鋼材質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鉆井巖屑及廢液分離裝置，其特征在于所述機(jī)殼(3)內(nèi)壁上設(shè)有耐磨層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鉆井巖屑及廢液分離裝置，其特征在于所述機(jī)殼(3)上部設(shè)有用于將液相排出的排液管。
全文摘要
本發(fā)明公開一種鉆井巖屑及廢液分離裝置，涉及鉆井過程中排放的巖屑、廢棄泥漿的處理技術(shù)領(lǐng)域，包括底架、篩網(wǎng)、轉(zhuǎn)鼓總成、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及機(jī)殼；所述篩網(wǎng)設(shè)于機(jī)殼內(nèi)，機(jī)殼為封閉式結(jié)構(gòu)，篩網(wǎng)為圓錐臺狀中空結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)鼓總成為圓錐臺狀結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)鼓總成設(shè)于篩網(wǎng)內(nèi)側(cè)、且與篩網(wǎng)的回轉(zhuǎn)軸線相同；所述轉(zhuǎn)鼓體上端與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力輸出端連接；所述篩網(wǎng)借助于與其下部固定連接的輪狀篩網(wǎng)托架與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的另一動(dòng)力輸出端連接；其優(yōu)點(diǎn)在于采用離心式固液相分離方法，轉(zhuǎn)鼓和篩網(wǎng)通過立式差速器實(shí)現(xiàn)差速旋轉(zhuǎn)，將鉆井廢液經(jīng)過兩級離心分離，有效回收鉆井液，降低鉆井液成本，分離出的巖屑可以直接運(yùn)出場外處理，避免對周圍環(huán)境造成危害。
文檔編號E21B21/06GK102587849SQ20121005312
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者侯召坡, 李鳳玉, 柴占文, 牟長清, 王貴平, 胡小剛, 許錦華 申請人:中國石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司, 華油一機(jī)(河北)鉆井裝備有限公司